CN1074158C - 增大传输容量的复合通信电缆 - Google Patents

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Abstract

混合电缆(20)包括诸如金属导线部分(22)的第一传输部分和诸如光纤部分(24)第二传输部分。金属导线部分包括包有塑料芯线包扎物的由若于对扭绞金属导线组成的芯线，屏蔽系统和塑料护套(48)。纵向伸展的导管(52)置于与金属导线部分的塑料护套的外表面相吻接处。电缆外塑料套层(60)包住导管和金属连线部分。光纤缆(50)或光纤可以被最初铺放在导管内，或当光纤的应用被认为是经济合理时再铺放。

Description

增大传输容量的复合通信电缆
本发明涉及增大传输容量的复合通信电缆。营业的电话公司已经表达一种愿望：要安装包括金属导线以及光纤传输容量的电缆。尽管光纤的使用迅速增长，仍然存在对例如铜导线的金属导线的需求。而且，可能在同一终端使用点既需要光纤又需要金属导线。一种这样的应用是用在计算机化设施中的办公室工作台。另一应用可能为尚未充分利用的金属电路提供附加的传输媒质。
这样一种需求就转化为对复合电缆的需求，复合电缆提供光纤和金属传输两种容量，打算将这种缆仍归为电缆类。在架空或埋地铺设通往用户房屋的线路时尽早在金属导线容量上加上光纤容量的行为，将便于用户从金属导线过渡到光纤操作系统。
所寻求的电缆应该具有所需特性。例如，它应该有较高的抗拉和抗压的负载能力，较低的最小弯曲半径、硬度，以确保光纤单元尽可能地直，将弯曲损耗减至最小，工作温度范围约为-40°至+160°F和成本低。该电缆在铺设时要经得住反复碰撞。而且，这结构必须不会受到电缆充填化合物的有害影响。该电缆必须是防水的，以防止由于水渗入裂缝扩散或冰冻引起传输性能恶化或损坏。在某些情况下，当电缆接向用户房屋时，电缆必须能制成阻燃的。而且，所寻求的电缆不管它具有的不同种类传输媒质的容量多大均应该较易制造和连接。
复合电缆在现有技术中是已知的，例如美国专利4852965描述了包括增强型光纤单元的复合电缆。该单元包含被至少三层灌满玻璃纤维层和外包皮所包围的光学纤维或纤维。该单元与金属导线一起被包含在位于被塑料外套所包围的芯管中。
重要的是如何接触传输媒质。在一些现有技术的复合电缆中，光纤位于电缆的中心部分，而铜导线被安排在其附近。例如请阅美国专利4552432。因此，为了接触该光纤，专业人员必需穿过铜导线去工作。而且，从制造观点来说，有时互相矛盾的铠装设计限制了铜和纤维的工艺以及，为各种纤维和/或导线数量所需要的结构大大增加了电缆的复杂性和成本。
在供选择方案中，起先安装的电缆可以包括金属传输媒质和一个导管，而光纤在将来某时被装入导管。当安装用以在将来装入光纤的导管时，该结构的主要部分是在起初完成的。在将来某一天，将光纤穿入现已安装的导管，而结构变动可能性为极小。
本发明的目的在于提供这样一种电缆，它既有金属导线的容量，又有光纤的容量，同时又具有金属导线或光纤的性能。
为达本发明的上述目的，本发明提供了一种复合通信电缆，其特征在于包括：
第一传输部分，该部分包括许多对扭绞的金属导体并位于一个铠装系统中；
第二传输部分，该部分包括导管，在该导管形成以后适用于容纳光纤传输媒质，并位于所述第一传输部分的所述铠装系统的外部；
防水部分，该部分包括处于至少一个传输部分中的超强吸水材料；以及
固定装置，该装置将所述第一和第二传输部分固定在一起。
所述金属导线部分包括芯线包扎构，该芯线包轧物是塑料带，环绕所述若干对扭绞绝缘金属导线的周围而包扎成的。
本发明的电缆提供增大的传输容量以适应用户需要。而且，可以制成金属导线和/或光纤部分的各种组合。
现结合附图详细说明本发明。附图中：
图1是复合通信电缆的端面视图；
图2是具有圆形截面的复合电缆的一个可供选择的实施例的端面图；
图3是光纤导管与金属导线部分相隔一定距离的一个可供选择的实施例；
图4是包括光纤部分和备用导管的又一个实施例；
图5是复合通信电缆的正视图，其中光纤部分在与金属导线部分分开后被加长；
图6是包括有自支持铠装系统，并适于架空使用的一个可供选择实施例的端面图；
图7是包括可用于传输电力的金属导线的一个可供选择实施例的端面图。
现在参阅图1，该图示出由数字20概括表示的复合电缆。电缆20包括在最佳实施例中可为金属导线部分的第一传输部分22和在最佳实施例中可为光纤部分24的第二传输部分。
金属导线部分22包括由若干对绝缘金属导线32-32构成的芯线30。每个绝缘金属导线包括纵向延伸的金属导线34和绝缘包皮36。绝缘包皮36可包括一层或多层例如由聚乙烯制成的绝缘材料。芯线包扎物38包住金属导线的扭绞对，在最佳实施例中芯线包扎物38由例如聚脂塑料的塑性材料制成。
显而易见，其他材料也可以用作绝缘包皮36-36。例如，倘若要将电缆20铺伸到用户房屋的话，则要求绝缘包皮是例如聚醚亚胺或其他非卤化塑性材料的阻燃材料。
电缆20的金属导线部分22也可包括防水结构。在顺着导线对的缝内和在导线对和芯线包扎物38之间填有能防水的填料40。一种适用的填料40是例如在美国专利4870117中所公开并请求保护的材料。
包扎的芯线又被屏蔽系统所包住，屏蔽系统可包含一个或多个波形金属屏蔽板。例如，电缆20可包括包住芯线构成纵向开缝43的波形铝屏蔽板42和包住波形铝屏蔽板并构成纵向重叠缝46的波形钢屏蔽板44。当然，这二条缝可以是沿园周互相错开的。
最后，对于金属导线部分22，护套48是由包住屏蔽系统的例如聚乙烯的塑料制成的。当然，例如聚丙烯或非卤化阻燃材料的其他合适材料可以用作护套48。
金属导线部分可包括其他防水结构。例如，包括有粉状超吸收材料的一层材料可被包在屏蔽系统内。进而，经用超吸收材料处理的纱线可被包在屏蔽系统内或包在芯线中。例如，参阅美国专利4867526和4815813。
如图1所示，电缆20的光纤部分24包括容纳例如由若干光纤51-51(见图2)组成的光(纤)缆50的光纤传输媒质的结构。这种光纤缆50可为例如美国专利4844575所公开的那样。纵向伸展的导管52位于金属导线部分22的护套48的外面，在最佳实施例中，它由聚乙烯制成。其他材料可用作导管52。例如，若要求将电缆延伸至用户房屋的话，则导管可由含氟聚合物或非卤化材料制成。
与光(纤)缆50不同，可将松散的光纤置于导管52中。在那种情况下，导管52的尺寸要这样选择，使得由导管内径所限定的内部面积足够大，以保持被放入导管的光纤51-51的适当填充比(packing ratio)。填充比意指光纤横截面积之和对导管内径所限定的内部面积之比，适当比值是在约0.1～0.5范围内。
电缆外套层60将金属导线部分22和光纤部分24固定在一起。外套层60最好由聚乙稀制成，但是在室内使用时也可由适合的阻燃材料制成。正如图1所示，外套层60与金属导线部分22的护套48和导管部分52的圆周的大部分相接合。
当然，当制造电缆20时，电缆可不包括光纤。它所包括的只是为以后光纤的使用被认为经济合理时用以容纳光纤的结构。以后，可通过使用预放的拉带61或通过使用空气流将光纤装入导管52中。在该可供选择的方案中，光纤可用上述方法，安放在导管52中并已在悬而未决的普通转让申请№.07/720988中申请保护。
光纤部分24也可包括防水结构。例如，若光纤或者在电缆20制造期间或在制造以后被放入导管52中，则该导管可充填例如美国专利5,187,763所公开的防水材料，该美国专利引入本文供参考。
本发明的电缆20从几种观点来看均是优越的。例如，较易于在电缆20中放入或取出光纤；仅需破坏外套层60即可接触到光纤部分。而且，因为导管52可以用以接纳光纤缆，故可根据特殊要求使用任何合适尺寸的光纤缆。同样，金属导线部分22可以是标准供货的多股电缆。而且，该结构适应于各种尺寸的导管和各种铜导线电缆尺寸。因此，本发明的电缆有助于各具有满足特殊需要性能的光纤和金属导线电缆的配合。
尽管图1中电缆的结构是非圆形的，但圆形结构也是可以做到的。不让外套60受到导管52和金属导线部分22的挤压，而是使导管和金属导线部分被封闭在圆形金属构件62内(见图2)，圆形金属构件正好将导管和金属导线部分的组件包围住。金属构件62在其外部主表面上配置有例如粘性的共聚物材料的粘结材料。外套层64围绕圆形金属构件受挤压而与圆形金属构件粘接。
在图1-2所示的实施例中，光纤部分24与金属导线部分22的外表面邻接。在图3所示用数字70标出的另一可供选择的实施例中，光纤部分24与金属导线部分22的护套48相隔一定距离，并通过塑料筋72相互连接，塑料筋的材料与导管52和护套48所用的塑料相同。
图4描述了另一个实施例，在图中用数字80标志的复合电缆包括有金属导线部分22、光纤部分24和备用导管82。在此实施例中，电缆80可包括置于导管52中的光纤51-51或光纤缆50，而备用导管82提供将来在电缆中增添更多光纤的能力。
本发明的电缆在满足用户需求上提供了更大的灵活性。导管和铜电缆的卷盘可以存放在电缆厂的库存中。一旦提出要求，特定导管尺寸可以与特定铜电缆尺寸接合定制成最终产品。直至在确定具体要求以前，一定尺寸的第一传输部分不必一定要配一定尺寸的第二传输部分。光纤可以在工厂中就铺放在导管中，或在需要时在现场铺放。当计划在将来铺设光纤时，电缆的导管中提供有拉带。
而且，在最后安装时并不要求铜电缆部分和导管在长度上共复合。在将电缆20的铜电缆部分22与导管分开以后，通过在导管52上拼接上一个导管扩展单元92(见图5)，并套以调整套管94，光纤部分24就可以单独加长或沿路线铺放。
本发明的电缆也可以用于架空铺设。例如，如图6所示，图2的电缆可配置架空支持部分96。该架空支持部分96包括纵向伸展封闭在塑料套98内的加强件97，套98通过塑料筋99与塑料套64相连。
另外，正如在本发明背景部分中所提及的，复合电缆最好包括可以用于为各种目的传输电功率的金属导线。图7描绘了在图2的电缆内增添了适用于传输电功率的两个传输媒质100-100。
本发明的电缆就是这样提供增大的传输容量以适应用户需要的。而且，可以制成金属导线和/或光纤部分的各种组合。例如，在图1结构中，第一传输部分不必要是金属导线部分，而可以是例如光纤缆50的光纤部分。第二传输部分有足以满足将来需要时，增大电缆20的光纤容量的能力。而且，尽管第一传输部分描述为比第二传输部分具有较大的外径，但反之亦然或两者的外径也可相等。此外，假如第一传输部分包括金属导线，则当将来光纤传输媒质加入到导管内后，金属导线也可用作输电线。

Claims (21)

1．一种复合通信电缆，包括：
第一传输部分，该部分包括许多对扭绞的金属导体并位于一个铠装系统中；
第二传输部分；
防水部分，该部分包括处于至少一个传输部分中的超强吸水材料；
固定装置，该装置将所述第一和第二传输部分固定在一起；
其特征在于：
第二传输部分包括导管，在该导管形成以后适用于容纳光纤传输媒质，并位于所述第一传输部分的所述铠装系统的外部；以及
纵向延伸的部件位于所述导管之中，用于将光纤或光缆拉入该导管。
2．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于固定装置是外铠装系统，位于所述第一和第二传输部分的周围。
3．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述导管的外径小于所述金属导体部分的外径。
4．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述导管的外径大于所述金属导体部分的外径。
5．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述金属导体部分包括芯线包扎物，该包扎物是塑料带，缠绕被绝缘的许多对扭绞的金属导体的周围。
6．根据权利要求5的复合通信电缆，其特征在于所述金属导体部分还包括一个屏蔽系统，该系统位于所述塑料护套和所述被绝缘的许多对扭绞的金属导体之间。
7．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述导管与所述金属导体部分的所述护套的外表面相邻。
8．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述导管与所述金属导体部分的所述护套彼此相隔一定距离，并通过其间延伸的塑料筋相连接。
9．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述电缆包括两根导管，每根导管都位于所述第一传输部分的所述护套的外部，并且每根导管都能够容纳光传输媒质，所述固定装置包括包围所述第一传输部分和所述两根导管的外护套。
10．根据权利要求9的复合通信电缆，其特征在于该还包括位于所述导管的一根导管中的许多光纤。
11．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述电缆包括能够置于所述导管中的光缆，其中所述防水部分包括填充材料，该填充材料置于所述光缆中。
12．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述吸水部分包括纵向延伸的带，该带包括超强吸水材料。
13．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述固定装置包括外护套，所述复合通信电缆还包括架空支持部分，该架空支持部分包括纵向延伸的加强构件和置于所述纵向延伸的加强构件周围的护套，该护套由塑料制成的筋与所述外护套相连。
14．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于还包括用于传输电功率的装置。
15．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述固定装置包括外护套，该外护套具有圆形横截面部分，横切所述电缆的纵轴。
16．根据权利要求15的复合通信电缆，其特征在于所述电缆包括纵向延伸的金属管，该金属管放入所述导管、第一传输部分和所述外护套之间，其中所述金属管的外表面有粘合材料，该粘合材料使所述外护套与所述金属管粘合。
17．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于还包括置于所述导管之中的光纤传输媒质。
18．根据权利要求17的复合通信电缆，其特征在于位于所述导管中的光纤的横截面与由所述导管的内表面限定的横截面的面积之比在0.1至0.5的范围内。
19．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述导管的长度与所述第一传输部分的长度在最后安装中是不相等的。
20．根据权利要求19的复合通信电缆，其特征在于所述导管通过一个准直套管与一个加长的导管相连。
21．根据权利要求1的复合通信电缆，其特征在于所述纵向延伸的部件是一条带。
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